机织结构预成型体本构关系和剪切性能
张一帆！
陈利”李金超'李姗姗”
（1天津工业大学，天津300160）
潘宁1,2
(2Biological and Agricultural Engineerings Department, University of Califomia, Davis. Califomia 95616. U. S. A. )
文摘综述了国内外纺织预成型体的剪切性能及其本构关系的研究进展。在简要介绍机织预成型体的分类及其结构和特性的基础上，从实验方法、本构关系以及变形模拟等方面概述了纺织预成型体剪切性能的研完进展，对比分析了纺织预成型体剪切性能的测试方法，描述了纺织预成型体剪切变形的几何非线性和材料非线性的特征，总结了纺织预成型体的本构模型以及可成型性数值模拟方面的研究成果，并提出了目前存在的问题和今后的发展方向。
关键词纺织预成型体，剪切性能，本构关系，织物成型性
ConstitutiveRelationships and ShearProperties ofWovenPreforms
Zhang Yifan'
Chen Li'
Li Jinchao'
Li Shanshan'
(1 Tianjin Polytechnie University, Tianjin 300160)
Pan Ning-2
(2Biological and Agricultural Engineerings Department, Univensity of Califomia, Davis. California 95616. U. S. A. )
AbstractThis paper reviews the researches on the constitutive relationships and shear performances of woven preforms. Firstly, the classifications of the woven preforms are introduced, and the structures and properties of 3D woven preforms are analyzed. Then, the recent progresses of research related to the woven preforms are reviewed from the viewpoints of experimental method, constitutive theory and deformation simulation. The typical non-linear charac-teristics of the textile preforms are described, several models of constitutive relationship of woven preforms are intro-duced, and the progresses on the simulation of the fabric formability are reviewed. Finally,the existing problems and the investigation tendency of 3D textile performs are proposed.
Key words Textile preform, Shear properties, Constitutive relationships, Fabric formability
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引言
纺织结构预成型体类似于建筑物中的钢结构框架，是复合材料的增强结构骨架。通过各种方式获得的纺织结构预成型体具有广谱的孔隙结构形貌、可大范调节的纤维取向分布，使得最终复合材料的结构性能具有可设计性。同时，纺织结构预成型体在整体上由结构单元在二维和三维方向上重复排列组成，不仅从结构上增强了复合材料，而且还能实现复合材料的近净成型。
机织结构预成型体根据成型方法和织物厚度方向的尺寸分为二维机织结构和三维机织结构。采用多层经纱技术制成的、织物厚度为三根以上纱线厚度
收稿月期：2009-12-16：修回月期；20100309
基金项日：天律市应用基础及前沿技术研究计对（08JCZ.DJC24400）
的预成型体为三维机织结构。采用二维机织结构预成型体制成的层合复合材料在厚度方向上缺乏纤维增强，分层失效是其主要的破坏形式·1-3。
三维机织技术可以近净形制备形状复杂、不同尺寸的异形构件，实现结构的一体化设计，减少零配件数量，保证结构的整体性“：，可以显若提高复合材料的性能（图1)。采用三维机织结构增强的树脂基复合材料的冲击损伤面积是二维机织层合复合材料的 1/10。采用一维机织结构增强的碳基复合材料的拉伸强度是纯石墨材料的5-8倍。
纺织结构预成型体作为复合材料结构的中间体，对复合材料的成型和树脂渗透有着极其重要的影响。
作者简介：张-帆，1983年出生，博士研究生，主要从事先进纺织复合材料研究，E-mail;hangpifan1228@hotmail.com
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万方数据
http://www.yhclgy.com宁航材料工艺2010年第4期